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媒介変数で表される関数の微分のところで
私はyがxの関数であるという定義を『xの値が一つ決まるとき〜』で理解していますが、
写真のfocusgoldの問題では、
双曲線や楕円を描く点の集合に対して、yはxの関数であると呼んでいるように読み取れるのですが、
これは間違いではないのでしょうか?
ご指導ご指摘をお願いしたく思います。
回答
こんにちは。私は夜11時閉店なもので、翌日になりました。
初めての方ですね。よろしく。
そういう質問が出るってことは、数学をよく考えているという証拠でして、聞かれた方もうれしいです。
あなたの「関数ってものは…」は正しいです。「xを一つ決めればyも1つ決まる」というやつですね。大学では「yが2つ決まる」になったり、「yが無数に決まる(無数といっても勝手な数ではないですよ)」などが出てきますが。
双曲線や楕円は、そのままの式で「yが2個決まる関数」と考えてもいいし、高校で考えるときには、そのyは実は$y_1,y_2$ を合わせたもので、楕円のほうでは $y_1=2\sqrt{1-\dfrac{x^2}{9}},y_2=-2\sqrt{1-\dfrac{x^2}{9}}$ として2つの関数をまとめて考えていると解釈します。双曲線のほうも同じです。
ですので、yはxの関数といっても間違いではありません。
ただ、こんなふうにも考えられます。
xを決めるとあるtが決まる。tを決めるとyが定まる。
例えば物体の自然落下(あ、物理は大丈夫?)で、xメートル落ちた時の速度yという関係では、位置xから、まずそれが何秒後かを求め、その時刻tを使って速度を計算する、みたいな。
途中にtという変数(媒介変数、パラメータ)が入っていても「yはxの関数」です。
これを、時刻tから位置xを求める関数g(t)と時刻tから速度を求める関数h(t)があるのだ、と考えます。
x=g(t)をtについて解いて、そのt=の式をh(t)に代入すれば、yがxの値から求まったということになります。
よって、x=g(t)、y=(h(t)の二つを示して「yはxの関数」ということがあります。これが関数のパラメータ表示です。
実際問題ではx=g(t)がtについて解けないことが多く、そのときはx=g(t)とy=h(t)を連立させ、tをなんとか消去できればxとyの式になります。楕円のほうでは$\sin^2 \theta + \cos^2\theta =1$ に持ち込みます。でも数学では、そうする必要もないじゃん、そのまま連立した形で関数と言っちゃおうよ、ということです。なお、その問題でtを一つ決めれば図形上の1点が決まります。tを変化させると図形全体が描かれます。試しにtやθを消去してみては?
そのあとの解法は大丈夫なのですね。
これでわかりますか?これを読んだら、わかったとか、まだこのへんがわからないとか、コメント欄に返事を書いてください。それがないと、書いたものが読まれたのかどうか、書いたものが役に立ったのかどうか、こちらではわかりませんので。2回目以降もそういうことで、よろしく。
大変ご丁寧でわかりやすい回答ありがとうございます。 また質問させていただきたいです! よろしくお願いいたします。
お役に立てたならよかったです。またどうぞ!
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